列車運行自動控制-課件PPT

1、2021/8/261列車運行自動控制列車運行自動控制(ATC)(ATC)系統(tǒng)系統(tǒng)金3胖20116830 李 東20116838 王廷彧20116844 何 楷20116853 張洪杰2021/8/262什么是什么是ATCATC系統(tǒng)系統(tǒng)為了適應城市軌道交通的發(fā)展，用一種能實現(xiàn)列車為了適應城市軌道交通的發(fā)展，用一種能實現(xiàn)列車速度自動控制和列車運行間隔自動調(diào)整的新的信號速度自動控制和列車運行間隔自動調(diào)整的新的信號系統(tǒng)來替代，這就是列車運行自動控制（系統(tǒng)來替代，這就是列車運行自動控制（ATCATC）系）系統(tǒng)。統(tǒng)。2021/8/263ATC系統(tǒng)ATCATC系統(tǒng)：列車按地面?zhèn)魉偷乃俣龋ɑ蚓嚯x）信息，系統(tǒng)：

2、列車按地面?zhèn)魉偷乃俣龋ɑ蚓嚯x）信息，自動控制列車運行的信號設備。自動控制列車運行的信號設備。后續(xù)列車根據(jù)與先行列車之間的距離和進路條件，后續(xù)列車根據(jù)與先行列車之間的距離和進路條件，在車內(nèi)連續(xù)地顯示出容許的速度信息，或按設定在車內(nèi)連續(xù)地顯示出容許的速度信息，或按設定的運行條件達到容許速度的距離信息。的運行條件達到容許速度的距離信息。根據(jù)上述信息，列車自動地控制運行速度，進行根據(jù)上述信息，列車自動地控制運行速度，進行超速防護，確保列車高效、安全的運行。超速防護，確保列車高效、安全的運行。2021/8/264城市軌道交通ATC系統(tǒng)的特點傳統(tǒng)信號系統(tǒng)是通過設置在地面的色燈信號機來傳遞不同的行車命令，這

3、種制式基本上是依賴司機進行速度控制和調(diào)整，依靠司機保證行車安全。ATC系統(tǒng)將機車信號作為主體信號，傳遞給列車的信號是具體的速度或距離信息，列車按調(diào)度人員設置的時刻表，實現(xiàn)自動運行、自動折返、自動調(diào)整停站時分，以及運用程序定位實現(xiàn)列車在車站的停車控制。2021/8/265ATC 系統(tǒng)的組成ATC 系統(tǒng)的設備組成現(xiàn)場軌旁設備、車載信號設備、控制中心及車站信號設備ATC系統(tǒng)的功能組成 ATO、ATS、ATP2021/8/2662021/8/267ATC系統(tǒng)控制框圖 2021/8/2682021/8/269中央控制室 2021/8/26102021/8/2611功能 （1 1）停車點防護 （2 2）速

4、度監(jiān)督與超速防護 （3 3）列車間隔控制（4 4）測速與測距 （5 5）車門控制（6 6）其他功能：緊急停車、給出發(fā)車命令、列車倒退控制2021/8/2612車載ATC2021/8/2613ATO列車自動運行子系統(tǒng)ATO子系統(tǒng)主要用于實現(xiàn)“地對車控制”，即用地面信息實現(xiàn)對列車驅動、制動的控制。使用ATO子系統(tǒng)后，可以使列車經(jīng)常處于最佳運行狀態(tài)，避免了不必要的、過于劇烈的加速或減速，因此明顯提高了乘坐的舒適度，提高了列車準點率及減少輪軌磨損。ATO子系統(tǒng)與列車的再生制動相配合，可以節(jié)省電能的消耗。2021/8/2614機車裝上ATOATO后，就可用2 2種方式運行：手動或自動 司機人工駕駛+AT

5、P+ATP系統(tǒng)手動駕駛 ATOATO系統(tǒng)自動駕駛+ATP+ATP系統(tǒng)自動駕駛ATOATO系統(tǒng)是提高城市交通列車運行水平的技術措施2021/8/2615功能（1 1）停車點的目標制動（2 2）打開車門 （3 3）列車從車站出發(fā)（4 4）列車加速 （5 5）區(qū)間內(nèi)臨時停車（6 6）限速區(qū)間（7 7）司機手動駕駛及由ATOATO系統(tǒng)駕駛之間可在任何時候轉換（8 8）記錄運行信息2021/8/2616ATS列車自動監(jiān)控子系統(tǒng)ATS子系統(tǒng)主要實現(xiàn)對列車運行的監(jiān)督和控制，輔助行車調(diào)度人員對全線列車運行進行管理。它給行車調(diào)度人員顯示全線列車的運行狀態(tài)，監(jiān)督和記錄運行圖的執(zhí)行情況，在列車因故偏離運行圖時及時做

6、出反應（提出調(diào)整建議或者自動修整運行圖）。通過ATO的接口，向旅客提供運行信息通報（列車到達、出發(fā)時間、運行方向、中途停靠站名）。2021/8/2617ATSATS子系統(tǒng)根據(jù)聯(lián)鎖信息，列車自動辦理進路。用以指揮和監(jiān)督列車的運行。它根據(jù)列車運行計劃，制定實時運行圖，指揮列車的運行，包括辦理列車進路，控制列車發(fā)車時間，改變運行區(qū)間的模式等；同時實時收集列車運行信息及線路的各種信息，包括車次號、目的地號。由控制中心計算機系統(tǒng)進行實時跟蹤，并顯示在中心表示盤上。2021/8/2618功能（1 1）集中控制功能（2 2）集中顯示功能 （3 3）列車運行時刻表管理功能（4 4）運行數(shù)據(jù)記錄與統(tǒng)計功能 （5

7、 5）仿真功能（6 6）監(jiān)測與報警功能2021/8/2619ATS系統(tǒng)設備2021/8/26202021/8/2621ATP列車自動防護子系統(tǒng)ATP子系統(tǒng)是ATC系統(tǒng)的核心和關鍵。ATP子系統(tǒng)具有實現(xiàn)列車的間隔控制、超速防護、進路的安全監(jiān)控、車門和站臺屏蔽門的控制等功能。2021/8/2622ATPATP的設備組成的設備組成廣州地鐵一號線司機室操控臺廣州地鐵一號線司機室操控臺 ATO按鈕按鈕控制列車控制列車牽引方向牽引方向牽引、零位、牽引、零位、制動、快制制動、快制緊急制緊急制動動速度速度表表鳳缸壓力鳳缸壓力表表主控鑰匙主控鑰匙2021/8/2623ATPATP的主要功能的主要功能主要功能：檢

8、測列車位置、停車點防護、超速防護、列車間隔控制（移動閉塞時）、臨時限速、測速測距、車門控制、記錄司機操作。軌旁軌旁功能功能傳輸功能傳輸功能車載功能車載功能2021/8/2624ATP軌旁功能軌旁功能列車安令間隔功能列車安令間隔功能1報文生成功能報文生成功能2負責列車安全間隔和生成報文負責列車安全間隔和生成報文，完成任務對列車安全運行授，完成任務對列車安全運行授權許可的發(fā)布和報文的準備權許可的發(fā)布和報文的準備 保持列車之間的最小安全距保持列車之間的最小安全距離，發(fā)出運行授權。在進路離，發(fā)出運行授權。在進路已經(jīng)排列，聯(lián)鎖功能中才發(fā)已經(jīng)排列，聯(lián)鎖功能中才發(fā)出列車運行授權出列車運行授權. 完成整理數(shù)據(jù)

9、、準備和格式完成整理數(shù)據(jù)、準備和格式化要傳送到化要傳送到ATP車載設備的車載設備的報文，并決定傳輸方向。報文，并決定傳輸方向。 .2021/8/2625ATPATP的主要功能的主要功能3.ATP車載功能監(jiān)督功能監(jiān)督功能速度監(jiān)速度監(jiān)督功能督功能方向監(jiān)方向監(jiān)督功能督功能車門監(jiān)車門監(jiān)督功能督功能緊急制動緊急制動監(jiān)督功能監(jiān)督功能后退監(jiān)督后退監(jiān)督報文監(jiān)報文監(jiān)督功能督功能設備監(jiān)設備監(jiān)督功能督功能2021/8/26262021/8/26272021/8/2628車次多次交換信息保證停車位置準確當列車進入站臺區(qū)域，站臺區(qū)段軌道電路的ATP接收器檢測到列車到達車站；列車到達停車點，經(jīng)列車ATO系統(tǒng)確認，保證列車

10、的制動；當檢測到列車的速度為零，列車向地面送出列車停站信號，列車收到開門信息，使相應的門控繼電器動作；司機按壓與門控繼電器相對應的門控按鈕后，才可打開列車車門。2021/8/26292021/8/2630不同閉塞制式的不同閉塞制式的ATCATC系統(tǒng)系統(tǒng)按閉塞制式，城市軌道交通按閉塞制式，城市軌道交通ATCATC可分為：可分為：固定閉塞固定閉塞式式ATCATC系統(tǒng)、準移動閉塞式系統(tǒng)、準移動閉塞式ATCATC系統(tǒng)和移動閉塞式系統(tǒng)和移動閉塞式ATCATC系統(tǒng)系統(tǒng)。2.2.準移動閉塞準移動閉塞1.1.固定閉塞固定閉塞3.3.移動閉塞移動閉塞2021/8/2631l（1 1）固定閉塞）固定閉塞ATCAT

11、C系統(tǒng)系統(tǒng) 固定閉塞ATCATC系統(tǒng)是指基于傳統(tǒng)軌道電路的自動閉塞方式，閉塞分區(qū)按線路條件經(jīng)牽引計算來確定，一旦劃定將固定不變。列車以閉塞分區(qū)為最小行車間隔，ATCATC系統(tǒng)根據(jù)這一特點實現(xiàn)行車指揮和列車運行的自動控制。固定閉塞ATCATC系統(tǒng)又可分為速度碼模式（臺階式）和目標距離碼模式（曲線式）。2021/8/2632l（1 1）固定閉塞）固定閉塞ATCATC系統(tǒng)系統(tǒng) 固定閉塞速度碼模式（臺階式）ATCATC是基于普通音頻軌道電路，軌道電路傳輸信息量少，對應每個閉塞分區(qū)只能傳送一個信息代碼。 目標距離碼模式（曲線式）一般采用音頻數(shù)字軌道電路，或音頻軌道電路加電纜環(huán)線或音頻軌道電路加應答器，他

12、們具有較大的信息傳輸量和較強的抗干擾能力。2021/8/2633不同閉塞制式的不同閉塞制式的ATCATC系統(tǒng)系統(tǒng)33軌道電路工作穩(wěn)定性容收環(huán)境影響，如道床阻抗變化、牽引電流干擾等軌道電路傳輸信息量小。p利用軌道電路難以實現(xiàn)車隊第的信息傳輸p閉塞分區(qū)長度是按照不利條件設計的，分區(qū)較長，且一個分區(qū)只能被一列車占用，不利于縮短列車行車間隔。無法知道列車在謀一份區(qū)內(nèi)的具體位置。1.固定閉塞存在以下缺點固定閉塞存在以下缺點2021/8/2634l（2 2）準移動閉塞）準移動閉塞ATCATC系統(tǒng)系統(tǒng) 準移動閉塞對前、后列車的定位方式是不同的。前行列車準移動閉塞對前、后列車的定位方式是不同的。前行列車的定位

13、仍沿用固定閉塞的方式，而后續(xù)列車的定位則采用的定位仍沿用固定閉塞的方式，而后續(xù)列車的定位則采用連續(xù)的或稱為移動的方式。為了提高后續(xù)列車的定位精度，連續(xù)的或稱為移動的方式。為了提高后續(xù)列車的定位精度，目前各系統(tǒng)均在地面每隔一段距離設置目前各系統(tǒng)均在地面每隔一段距離設置1 1個定位標志（可個定位標志（可以是軌道電路的分界點或信標等），列車通過時提供絕對以是軌道電路的分界點或信標等），列車通過時提供絕對位置信息。在相鄰定位標志之間，列車的相對位置由安裝位置信息。在相鄰定位標志之間，列車的相對位置由安裝在列車上的輪軸轉數(shù)累計連續(xù)測得。在列車上的輪軸轉數(shù)累計連續(xù)測得。2021/8/2635不同閉塞制式的

14、不同閉塞制式的ATCATC系統(tǒng)系統(tǒng)2.準移動閉塞準移動閉塞移移動閉動閉塞塞定位方式定位方式固定固定閉閉塞塞定位方式定位方式能能夠夠了解其了解其具體位置具體位置僅僅知道其在哪個知道其在哪個分區(qū)內(nèi)分區(qū)內(nèi)速度限制有一個速度限制有一個階躍階躍式上升式上升當其移當其移動動并出清并出清一個分區(qū)一個分區(qū)后后續(xù)續(xù)列列車車對對自身自身前行列前行列車車速度限制速度限制為為連續(xù)連續(xù)式式變變化化當其靜止當其靜止2021/8/2636l（3 3）移動閉塞）移動閉塞ATCATC系統(tǒng)系統(tǒng) 移動閉塞的特點是前、后兩列車都采用移動式的定位方式，移動閉塞的特點是前、后兩列車都采用移動式的定位方式，不存在固定的閉塞分區(qū)，列車之間的

15、安全追蹤間距隨著列不存在固定的閉塞分區(qū)，列車之間的安全追蹤間距隨著列車的運行而不斷移動且變化。車的運行而不斷移動且變化。 移動閉塞可借助感應環(huán)線或無線通信的方式實現(xiàn)。早期的移移動閉塞可借助感應環(huán)線或無線通信的方式實現(xiàn)。早期的移動閉塞系統(tǒng)大部分采用基于感應環(huán)線的技術，即通過在軌動閉塞系統(tǒng)大部分采用基于感應環(huán)線的技術，即通過在軌間布置感應環(huán)線來定位列車和實現(xiàn)車載計算機（間布置感應環(huán)線來定位列車和實現(xiàn)車載計算機（VOBCVOBC）與）與車輛控制中心（車輛控制中心（VCCVCC）之間的連續(xù)通信。而今，大多數(shù)先進）之間的連續(xù)通信。而今，大多數(shù)先進的移動閉塞系統(tǒng)已采用無線通信系統(tǒng)實現(xiàn)各子系統(tǒng)間的通的移動閉

16、塞系統(tǒng)已采用無線通信系統(tǒng)實現(xiàn)各子系統(tǒng)間的通信，構成基于無線通信技術的移動閉塞。信，構成基于無線通信技術的移動閉塞。2021/8/2637移動閉塞具有如下特點：移動閉塞具有如下特點：靈活：制動的起點和終點是動態(tài)的，與軌旁設備數(shù)量及行車間隔關系不大高效：可實現(xiàn)較小的行車間隔先進：可實現(xiàn)車地雙向通信，易于實現(xiàn)無人駕駛。安全：列車間隔按照后續(xù)列車在當前速度下所需的制動距離加上安全余量計算而得。舒適：沒有固定分區(qū)，行車間隔是動態(tài)的，并隨前一列車的移動而移動，速度限制連續(xù)變化。2021/8/2638前行列前行列車車后后續(xù)續(xù)列列車車移動定位方式移動定位方式與地面通信與地面通信移移動動定位方式定位方式與地面通

17、信與地面通信地面控制中心地面控制中心感感應環(huán)線應環(huán)線或或無無線線通信通信3. 移動閉塞移動閉塞 2021/8/2639四、不同閉塞制式的四、不同閉塞制式的ATCATC系統(tǒng)系統(tǒng)（2）移動閉塞的特點 制動的起點和終點是動態(tài)的，與軌旁設備數(shù)量及行車間隔關系不大 沒有固定分區(qū)，行車間隔是動態(tài)的，并隨前一列車的移動而移動，速度限制連續(xù)變化。 列車間隔按照后續(xù)列車在當前速度下所需的制動距離加上安全余量計算而得。 可實現(xiàn)車地雙向通信，易于實現(xiàn)無人駕駛。舒適舒適先進先進可實現(xiàn)較小的行車間隔高效高效 靈活靈活安全安全2021/8/2640ATCATC系統(tǒng)分類系統(tǒng)分類1 1）按閉塞方式可分為：固定式和移動式。固定閉塞方式中按控制方式，又可分為速度碼模式（臺階式）和目標距離碼模式（曲線式）。2 2）按車載信號傳輸方式可分為：連續(xù)式和點式。3 3）按各系統(tǒng)設備所處地域可分為：控制中心子系統(tǒng)、車站及軌旁子系統(tǒng)、車載設備子系統(tǒng)、車場子系統(tǒng)。2021/8/2641ATCATC系統(tǒng)的功能l(1)ATS(1)ATS功能功能：可自動或由人工控制進路，進行行車調(diào)度指可自動或由人工控制進路，進行行車調(diào)度指揮，并向行車調(diào)度員和外部系統(tǒng)提供信息。揮，并向行車調(diào)度員和外部系統(tǒng)提供信息。ATSATS功能主要功